Cell Reports：女性染色體滅活機制的研究
摘要：大自然不會(huì )讓這么容易的錯誤發(fā)生，女性的其中1個(gè)染色體在子宮內的早期發(fā)展階段就完全且永久性的滅活。但是，負責滅活的機制至今還并不完全清楚。一項小鼠研究表明，一種叫Xist的RNA分子在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
眾所周知，男性和女性中的染色體是不同的。女性的體細胞中含有2個(gè)X染色體，而男性只有1個(gè)。如果女性的2個(gè)染色體和它們全部的基因都被激活，那它們產(chǎn)生的蛋白會(huì )是男性中的兩倍；這將會(huì )擾亂人體的生物化學(xué)平衡。
當然，大自然不會(huì )讓這么容易的錯誤發(fā)生，女性的其中1個(gè)染色體在子宮內的早期發(fā)展階段就完全且永久性的滅活。但是，負責滅活的機制至今還并不完全清楚。一項小鼠研究表明，一種叫Xist的RNA分子在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
研究發(fā)現，有數百份拷貝的該分子附著(zhù)在其中一個(gè)X染色體上?？茖W(xué)家們認為，這些RNA分子會(huì )聯(lián)合其它分子使X染色體滅活。近日，發(fā)表在《CellReports》雜志上的一項研究中，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETHZurich）的
遺傳學(xué)教授A(yíng)ntonWutz領(lǐng)導的研究小組發(fā)現了7個(gè)與滅活相關(guān)的基因。
在這項研究中，科學(xué)家們使用的老鼠干細胞有兩個(gè)特點(diǎn)，第一是像未受精的卵細胞一樣只有一個(gè)X染色體；第二，經(jīng)過(guò)修飾后，細胞能夠連續不斷地產(chǎn)生Xist，從而使僅有的一個(gè)X染色體失活，最終細胞死亡。
通過(guò)大規模的篩選，科學(xué)家們希望鑒定出哪些基因對X染色體的失活是至關(guān)重要的。具體來(lái)說(shuō)，研究人員是利用一種病毒隨機損傷干細胞遺傳物質(zhì)中的單個(gè)基因。如果病毒插入后破壞的基因是Xist使X染色體失活所需要的，那么X染色體將不會(huì )被滅活，相應的細胞也會(huì )存活。這就好比一場(chǎng)干細胞拯救行動(dòng)。
最終，科學(xué)家們通過(guò)這種途徑分離出了存活的干細胞，并確定了與X染色體失活相關(guān)的7個(gè)基因，其中一個(gè)叫Spen。該基因會(huì )產(chǎn)生一種蛋白，使它與RNA結合。在其它試驗中，ETH的研究表明，如果老鼠細胞缺乏Spen基因，負責改變染色體結構的蛋白不能夠有效地在X染色體上積累。
無(wú)獨有偶，一個(gè)英國的研究小組在同期雜志中發(fā)表了同樣的結果。研究人員使用RNA干擾的方式也發(fā)現了幾個(gè)與X染色體滅活相關(guān)的基因，其中也包括了Spen。Wutz教授表示，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)闡明其它基因在該機制中的作用。
人與鼠的細微差別
雖然Xist和Spen基因也存在于人類(lèi)中。但幾年前，一個(gè)法國研究小組推測，除了Xist基因外，人類(lèi)還有另外一個(gè)系統用以確保男性中含有一個(gè)X染色體以及女性中只有一個(gè)X染色體有活性。而這系統并不存在于老鼠中。
受激活因子和抑制因子相互作用的影響，人類(lèi)X染色體活性的調節可能遠比想象的要復雜。Wutz指出，雖然在理論層面上，老鼠的研究不能直接映射到人類(lèi)中，但是至少可以為人類(lèi)系統提供一些參考。遺傳學(xué)家想要弄清詳細的過(guò)程，仍有大量的工作要做。
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